The effect of small oxygen additions on the elastic constants and low temperature ultrasonic attenuation of Nb single crystals

✍ Scribed by K.A Jones; S.C Moss; R.M Rose

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1969
• Weight: 811 KB
• Volume: 17
• Category: Article
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(69)90016-9

✦ Synopsis

Elastic constants and ultrasonic attenuation of pure Nb single crystals and single crystals doped with ox,ygen were measured by the pulse superposition technique at temperatures from 4.2" to 313°K. The prmcipal effects of the added oxygen were to decrease slightly all constants but C'and C,,, the two (119) shear constants, and also to bring about the appearance of a secondary dip in the attenuation at temperatures below the superconducting transition. No discontinuities in the elastic constants were observed, so it was concluded that spontaneous ordering of oxygen in Nb did not occur in our case. The substructure responsible for the extra dip in the attenuation below T, is therefore due to other causes, the most likely of which is oxygen clustering above room temperature. This hypothesis is supported by a variety of other data. INFLUENCE DE FAIBLES ADDITIONS D'OSYGENE SUR LES CONSTANTES ELASTIQUES ET SUR L'ATTENUATION ULTRASONIQUE A BASSE TEMPERATURE DANS DES MONOCRISTAUS DE NIOBIUM Les constantes Blastiques et l'att&mation ultrasonique de monocristaux de Nb pur et de Nb dope a l'oxygene ont Bte mesurees entre 4,2 et 313"K, au moyen d'une technique de superposition d'impulsions. LB principal effet d'une addition d'oxygene est une legere diminution de toutes les constantes sauf C' et G,,, les deux constantes de cisaillement sur (1 lo), ainsi que l'apparition d'oscillations dans l'attenuation pour les temperatures inferieures it la temperature de transition de la supraconductivite. Aucune discontinuite n'a Bte observee pour les constantes Blastiques, ainsi les auteurs en ont conclu que la mise en ordre spontanee de l'oxygene dans le Nb ne se produit pas dans ce cas. La sous-structure responsable des oscillations dans l'attenuation au-dessous de T, a done d'autres causes, la plus vraisemblable &ant la formation d'amas d'oxygene au-dessus de la temperature ambiante. Cette hypothese est confirmee par de nombreux autres resultats. DER EINFLUlj KLEINER SAUERSTOFFBEIMENGUNGEN AUF DIE ELASTISCHEN KONSTANTEN UND DIE TJEFTEMPERATUR-ULTRASCHALLDAMPFUNG VON NB-EINKRISTALLEN Die elastischen Konstanten und die Ultraschalldiimpfung von reinen und mit Sauerstoff dotierten Nb-Einkristallen wurden mit der Impulsuberlagerungstechnik zwischen 4,2 und 313°K gemessen. Der beigeftigte Sauerstoff bewirkte im wesentlichen eine leichte Erniedrigung der elastischen Konstanten, ausgenommen der zwei (1lO)Scherkonstanten c' und C,,, und verursachte den zusiitzlichen sekundaren Abfall der Dampfung bei Temperaturen unterhalb der kritischen Temperatur T,. Es wurden keine Diskontinuitaten in den elastischen Konstanten beobachtet und daraus wurds geschlossen, da6 in unserem Fall keine spontane Ordnung des Sauerstoffs im Nb auftrat. Die fiir den zusatzlichen Abfall der Dampfung unterhalb T, verantwortliche Substruktur hat deshalb andere Ursachen; am wahrscheinlichsten ist die Bildung van Sauerstoffclustern oberhalb Raumtemperatur. Diese Hypothese wird von einer Reihe anderer Daten untersttitzt